车辆失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于公安交通管理部门道路交通事故鉴定的车辆失控后再两车碰撞组合型事故模拟再现系统，本系统能够利用事故现场勘察得到的基本数据，计算得到车辆失控后再两车碰撞组合型事故事故中各碰撞车辆的行驶车速和碰撞车速，并实现事故车辆的二维轨迹描述、三维过程再现、车辆失控后再两车碰撞组合型事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。本发明专利技术可被广泛推广应用，将有效提高交通事故鉴定与处理的技术含量，使其分析鉴定结果容易受到交通管理部门、事故鉴定单位、事故当事人的高度认同，起到分清责任、避免激化矛盾、减少社会不稳定因素、增进社会生活的和谐运行等重要作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机仿真技术应用领域，特别涉及一种分析与模拟再现失控后再两车碰撞事故形态的计算机仿真系统。
技术介绍
失控后再两车碰撞组合型事故是指两事故车辆中有一辆在高速行驶过程中由于路面状态、车辆技术状态或驾驶人操纵失误等原因，突然运动失控(包括侧翻)并与另外一辆车发生碰撞的事故形态。此类复杂事故形态为高等级公路交通事故的一种常见事故形态。由于应用传统分析计算方法对失控后再两车碰撞组合型事故进行事故的参数确认和状态判别具有很大的局限性、随意性和盲目性，分析鉴定结果的准确性和精度均不高，易导致在交通事故责任划分问题上出现技术性失误，从而引发社会纠纷。利用本“失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统”，只需从事故现场检测获得失控车辆失稳位置与形式、两车辆最终停止位置与姿态、事故车辆车体上碰撞痕迹位置、两车辆地面制动印迹等道路交通事故现场痕迹数据以及事故车辆的主要结构参数， 即可求得在事故现场地面坐标系中的两事故车辆碰撞车速、两车碰撞前瞬间车速、失控车辆失稳瞬间车速以及两事故车辆发生事故前正常行驶时的车速等运动状态数据，并可根据计算结果数据顺序再现交通事故过程中两事故车辆的运动状况等。经对现有技术文献检索发现，目前国内外在交通事故再现计算机仿真软件的实用研究方面起步比较晚，针对失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统的研究尚未开展。本系统开创性地提出了解析计算与模拟再现失控后再两车碰撞组合型事故的整体方案，构建了失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于公安交通管理部门道路交通事故鉴定的失控后再两车碰撞组合型事故分析与模拟再现系统，本系统能够利用碰撞事故现场勘察得到的基本数据，计算失控后再两车碰撞组合型事故中各事故车辆的行驶车速和碰撞车速，并实现失控后再两车碰撞组合型事故的车辆二维轨迹描述、三维过程再现、失控后再两车碰撞组合型事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。为了达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现一种失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于所述的计算机系统至少包括失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能；失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，用于计算检测并最终确定出事故车辆碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值；失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角；失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度；车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，用于计算失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量；失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，用于计算事故车辆正常行驶时的速度；失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，用于计算失控后再两车碰撞组合型事故过程中的各瞬时运动量和位置量，同时在屏幕上二维坐标系中实时显示事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态二维俯视车辆图形及质心轨迹点，取得二维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆运动过程轨迹；失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，用于实现在屏幕上三维坐标系中实时显示失控后再两车碰撞组合型事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态三维透视车辆图形，取得三维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆轮胎印迹；失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统、失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统、失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统、失控车辆状态描述及失稳临界车速计算子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统依次相连，失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统分别与失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统、失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统相连，同时失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统和失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统再与失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统和失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统相连。本专利技术的其他技术特点为所述的失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能。本子系统包括两个功能模块失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块、失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块。所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，包括二个模块车辆轨迹预瞄迭代计算模块和痕迹检验重构计算模块。所述的轨迹预瞄迭代计算模块，用于计算碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹。所述的痕迹检验重构计算模块，根据车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和碰撞中心点的最优映射轨迹，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及该瞬间车辆姿态真值。所述的失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，包括三个模块 车轮地面力学计算模块、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块、车辆运动痕迹迭代一收敛判断计算模块。所述的车轮地面力学计算模块用于计算地面对轮胎的作用力。所述的碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块，用于计算两车碰撞作用后至最终停止过程中车辆各个时刻的质心速度和横摆角速度等运动量。所述的车辆运动痕迹迭代一收敛判断计算模块，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角等运动量。所述的失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，包含采用基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法。 所述的基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度。所述的车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统包括三个模块车轮地面力学模块、高速车辆临界行驶稳定性计算模块、运动痕迹迭代一收敛判断计算模块。所述的高速车辆临界行驶稳定性计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。所述的运动痕迹迭代一收敛判断计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，包括两个模块 汽车制动过程动力学计算模块和失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块。所述的汽车制动过程动力学计算模块，用于计算事故车辆制动前的行驶速度。所述的失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，用于迭代计算汽车在事故发生前的正常行驶车速值。所述的失控后再两本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的计算机系统至少包括：失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能；失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，用于计算检测并最终确定出事故车辆碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值；失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角；失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度；车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，用于计算失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量；失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，用于计算事故车辆正常行驶时的速度；失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，用于计算失控后再两车碰撞组合型事故过程中的各瞬时运动量和位置量，同时在屏幕上二维坐标系中实时显示事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态二维俯视车辆图形及质心轨迹点，取得二维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆运动过程轨迹；失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，用于实现在屏幕上三维坐标系中实时显示失控后再两车碰撞组合型事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态三维透视车辆图形，取得三维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆轮胎印迹；失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统、失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统、失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统、失控车辆状态描述及失稳临界车速计算子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统依次相连，失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统分别与失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统、失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统相连，同时失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统和失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统再与失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统和失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏朗，陈涛，张韦，袁望方，赵晨，周维新，张维峰，李春明，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87